Гидротехнические сельскохозяйственные мелиорации. 2-е издание. Учебное пособие

Дубенок Н.Н., Шумакова К.Б.

Возрастное ограничение: 0+ Жанр: Наука Издательство: Проспект Дата размещения: 10.08.2016 ISBN: 9785392213726 Язык: Объем текста: 229 стр. Формат: epub

Оглавление

Введение

Раздел I. Орошение. Глава I. Оросительные системы и условия их применения

Глава II. Орошение сельскохозяйственных культур с забором воды из реки

Глава III. Орошение сельскохозяйственных культур водой местного стока

Глава IV. Орошение сельскохозяйственных культур дождеванием

Глава V. Лиманное орошение

Глава VI. Удобрительное орошение сточными водами

Глава VII. Предупреждение вторичного засоления и промывка засоленных. Земель

Глава VIII. Борьба с водной эрозией почвы

Раздел II. Осушение. Глава IX. Осушительные системы и условия их применения

Глава X. Проектирование осушительно-оросительной системы

Глава XI. Проектирование закрытой осушительно-увлажнительной системы

Глава XII. Технико-экономическое обоснование строительства. Осушительной системы двустороннего действия

Для бесплатного чтения доступна только часть главы! Для чтения полной версии необходимо приобрести книгу

Раздел II.
ОСУШЕНИЕ

Глава IX.
ОСУШИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И УСЛОВИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

1. Экологические и природоохранные требования, предъявляемые к осушительным системам

Прежде всего осушительные системы должны быть ресурсосберегающими и экологически устойчивыми, что определяется следующими требованиями.

1. Предусматривать использование всего комплекса мелиорации (вод­ных, химических, лесных, биологических, противоэрозионных и др.) в соотношениях, необходимых для конкретных природно-климатических условий.

2. Обеспечивать экономное использование как природных (вода, земля), так и хозяйственных (удобрения, гербициды, энергия) ресурсов.

3. Обеспечивать регулирование водного и связанного с ним пищевого, солевого, теплового, газового режимов почв, необходимых для сохранения и повышения плодородия почв, получения экологически оправданных устойчивых и достаточно высоких урожаев сельскохозяйственных культур.

4. Обеспечивать повторное использование коллекторно-сбросных вод после их соответствующей деминерализации, то есть быть оборотными, что будет способствовать предотвращению загрязнения водоемов.

5. Обеспечивать автоматическое регулирование всех режимов почв и микроклимата приземного слоя атмосферы в соответствии с изменяющимися требованиями растений и окружающей среды.

2. Объекты осушения, типы водного питания, методы и способы осушения

Объектами осушения являются болота и избыточно увлажненные минеральные почвы.

K болотам относятся избыточно увлажненные почвогрунты, покрытые слоем торфа более 30 см в неосушенном состоянии. В зависимости от рельефа местности, стадии образования болота, водного питания, растительного покрова различают верховые, переходные и низинные болота.

Верховое болото формируется на водораздельных участках, на почвах тяжелого механического состава. Источником водного питания являются осадки. Растительный покров представлен сфагновым мхом, вереском, багульником, морошкой, клюквой, нитевидными осоками, мелкорослой болотной сосной и пушистой березой. Верховой торф характеризуется небольшой зольностью (3–5%), кислой реакцией почвенного раствора и низким содержанием питательных веществ.

Переходное болото чаще всего располагается в понижениях, заполненных водой, на склоне от водораздела к долине реки и в местах выхода грунтовых вод (ключей), имеющих ограниченную площадь водосбора. Мелкие водоемы летом прогреваются и постепенно зарастают камышом, тростникам и осоками, в результате чего образуются кочки, а осоко-тростниковое болото покрывается сфагнумом. Верховые и переходные болота редко используются под сельскохозяйственные угодья.

Низинные болота образуются в пониженных элементах рельефа, у подножья склонов и в поймах рек, в местах выхода грунтовых вод. Водный режим их зависит от притока поверхностных и грунтовых вод, разлива реки и осадков. Определяющее значение в водном питании имеют грунтовые воды, которые содержат значительное количество минеральных солей. Вследствие анаэробного процесса питательные вещества находятся в неусвояемой для растений форме. На таких участках образуются ольховые топи и болота с осоково-гипновым торфом. После осушения и освоения эти площади становятся продуктивными сельскохозяйственными угодьями.

К избыточно увлажненным землям относят массивы, где в почве наблюдается избыток воды в различные периоды года. К ним относятся и участки, покрытые слоем торфяника менее 30 см. В зависимости от продолжительности нахождения избытка воды в почвенном горизонте различают: постоянно, длительно, временно и периодически избыточно увлажненные почвы. Временно избыточно увлажненные почвы распространены на участках со слабовыраженным рельефом местности, где под пахотным слоем или на небольшой глубине от него залегает слабоводопроницаемый горизонт. Избыточное увлажнение отмечается весной, осенью и летом после выпадения обильных осадков. Периодическое избыточное увлажнение почвы наблюдается только во влажные годы.

При выборе метода осушения определяющими факторами являются: типы водного питания, водопроницаемость почво-грунтов и сельскохозяйственное использование заболоченной площади.

Для Нечерноземной зоны России А. Д. Брудастов выделил следующие основные типы водного питания болот и заболоченных земель:

атмосферный тип водного питания — встречается на болотах и суглинистых почвах, расположенных на водораздельном плато;

грунтовый — может быть в пределах грунтового бассейна и на склоне в местах выхода грунтовых вод;

грунтово-напорный — распространен преимущественно в притеррасной части поймы реки;

намывной (аллювиальный и делювиальный) — встречается в поймах рек (аллювиальный) и в нижних частях склонов (делювиальный).

На одной и той же площади, как правило, встречаются 2–3 типа водного питания. В зависимости от преобладающего типа водного питания устанавливают методы осушения и разрабатывают наиболее рациональные схемы осушительной системы (табл. 36).

С учетом типов водного питания определены три метода осушения: ускорение стока воды с поверхности почвы, понижение уровня грунтовых вод и ограждение осушаемой площади от затопления ее водами, стекающими с прилегающего склона или от разлива реки.

Таблица 36

Типы водного питания, методы и способы осушения сельскохозяйственных угодий

Способы осушения зависят от методов осушения и сельскохозяйственного использования осушаемой территории (табл. 36).

Для ускорения стока поверхностных вод с участков, имеющих глинистые и суглинистые почвы, применяют сеть частых каналов или редких каналов в сочетании с комплексом агромелиоративных мероприятий.

Уровни грунтовых вод понижают с помощью закрытого горизонтального керамического, деревянного или пластмассового дренажа. На участках грунтово-напорного водного питания рекомендуется строить сеть скважин или горизонтальный дренаж.

Для ограждения осушаемой площади от притока со склона поверхностных вод строят нагорные каналы, а для перехвата грунтовых вод — ловчие каналы. Для ограждения осушаемой площади от длительного затопления паводковыми водами рекомендуется устраивать оградительные валы. Ловчие дрены применяют для перехвата грунтового потока со стороны склона, обвалованного русла реки и наливных водоемов.

3. Осушительная система и ее элементы

Под осушительной системой понимают совокупность мелиоративных каналов, трубопроводов и дрен, гидротехнических сооружений и других устройств, которые позволяют создавать благоприятный вод­ный режим для роста и развития сельскохозяйственных культур на осушаемой площади.

В состав осушительной системы сельскохозяйственного назначения входят: осушаемая территория; водоприемник; осушительная сеть, состоящая из ограждающей, проводящей и регулирующей сети (открытых каналов и закрытых дрен); проводящая и регулирующая оросительная сети; защитные дамбы обвалования; насосные станции для осушения и орошения; водохранилища; гидротехнические сооружения, обеспечивающие управление водой на осушаемом массиве; эксплуатационные устройства (береговая обстановка, гидрометрические посты, скважины для наблюдения за уровнем грунтовых вод, здания, постройки, средства связи); различные устройства на водоприемнике и крупных осушительных каналах для бытовых нужд (переходные мосты, скотопрогоны, водопои, места для мочки льна); дороги на осушаемой площади для эксплуатационных и сельскохозяйственных целей с сооружениями на них; эксплуатационное оборудование (приборы для замера расходов и уровней воды и геодезические инструменты); мастерские, машины и орудия для ремонта каналов и сооружений.

Осушаемая территория предназначена для использования под сельскохозяйственные и лесные угодья, торфоразработки, строительные площадки, бытовые и спортивные объекты и т. д.

Водоприемником осушительной сети могут быть реки, ручьи, озера, водохранилища, овраги. Он обеспечивает прием избыточной воды со всей осушаемой площади.

Река-водоприемник имеет рабочую и сбросную части. Рабочая часть — это участок реки, который принимает воду из осушительной сети. Сбросная часть водоприемника расположена ниже рабочего участка, то есть за пределами осушаемой площади.

При проектировании осушительной системы устанавливают пригодность водоприемника для самотечного приема воды из осушительной сети. Водоприемник считается непригодным для самотечного приема воды с осушаемой площади в следующих случаях:

– весенние паводковые воды с затопленной площади сходят медленно, и начало весенних полевых работ задерживается на 1,5–2 недели и более;

— летне-осенние паводковые воды не вмещаются в русле и затопляют осушаемую площадь;

— летние минимальные устойчивые уровни воды находятся в пределах до 1,2 м от бровки на самых низких участках береговой полосы;

— русло заросло растительностью, образует много извилин, плесов и перекатов, а скорость течения воды в нем летом меньше 0,1 м/с.

Для увеличения пропускной способности и понижения уровня воды в реке проводят ее регулирование, то есть расширяют и углубляют участки реки с недостаточным поперечным сечением, увеличивают уклон дна реки, очищают русло от растительности. Если после выполнения этих работ русло реки будет иметь недостаточную пропускную способность, то его расширяют и углубляют по всей длине рабочего и сбросного участков или переходят на осушение с механическим водоподъемом.

Наука Дубенок Н.Н., Шумакова К.Б. Гидротехнические сельскохозяйственные мелиорации. 2-е издание. Учебное пособие

Наука Дубенок Н.Н., Шумакова К.Б. Гидротехнические сельскохозяйственные мелиорации. 2-е издание. Учебное пособие

Даны основные положения оросительных и осушительных мелиораций, режима орошения сельскохозяйственных культур, способов регулирования водного режима осушаемых земель. Рассмотрены вопросы регулирования местного стока, в том числе лиманное орошение, предупреждения засоления орошаемых земель, борьбы с водной эрозией почв, планировки полей. Даны характеристики современных дождевальных машин, а также других машин и установок, применяемых в мелиоративных работах.<br /> Представлены примеры курсовых проектов систем двустороннего регулирования водного режима и упражнений по осушению и орошению земель в различных областях России. Даны примеры расчетов проектирования водоема, глубоководных и мелководных лиманов, поверхностных способов полива, а также расчеты полива дождеванием.<br /> Для студентов сельскохозяйственных вузов агрономических специальностей, может быть использовано аспирантами и специалистами, работающими в области мелиорации и водного хозяйства.